43
Добивът и преработката на желязо дава силен тласък в развитието на всички отрасли на техниката. Железните инструменти са с много по-износоустойчиви от медните и бронзовите.
Коването на металите е технология датираща от античността. Във връзка с тази технология се изобретяват и съответни инструменти: чукове, наковални, клещи, шарнирни щипки, стиски и др. На тази основа възникват и други технологични похвати, като нитоването, ковашката заварка и т.н. Счита се, че ковашкото заваряване на желязо е използвано за първи път през втората половина на VI в. пр. н. е. от Глаукос от остров Хиос (Гърция). Постепенно занаятчиите усвояват тънки похвати при набогатя-ването на желязото с въглерод (превръщането му в стомана), с азот и т.н. Предава се, че за повишаване на въглеродното съдържание на желязото, го търкали нагорещено в сланина, а за азотирането му, го потопявали в урина. Предавало се, че най-добра, за целта, е урината от крава, рижо момиче, коза хранена три дни с папрат и т.н.
Паралелно със строителната, минната и металургичната се развиват и други технологии. Както беше споменато около 3500 г. пр. н. е. човечеството усвоява технологията за добиване на стъкло. Първоначално то се използва само за украшения. През I-ви в. пр. н. е. от стъкло започват да произвеждат огледала (като затьмнявали обратната страна) и различни стъклени съдове. Технологията за производство но стъклени съдове чрез стькло-духане се появява в Сирия. Около 290 г. от н. е. римляните започват производство на стъклени плочи за прозорци. Според достигнали сведения плочите са били с размери 30 X 60 см.
Необходимостта от основа за записване на текстов материал е накарало човечеството да търси нещо по-подходящо от камъка и глинените плочки. Около 3500 г. пр. н.е. в Египет ги заменят с папируса. Той е използван освен за писане още за рогозки и облекла. Пак в Египет, около 1400 г. пр. н. е., започват да използват за писане специално обработена тънка кожа -пергамент. През 105 г. от н. е. китайците овладяват технологията за производство на хартия.
44
45
Технологичният напредък е съпроводен с появата и развитието на различни механизми, съоръжения и агрегати. Около 600 г. пр. н. е. са конструирани водочерпещото колело и ръчнозадвижваната мелница, състояща се от неподвижно и въртящо се каменни колела. Около 450 г. пр. н. е. за задвижването на мелниците започват да използват животинска тяга. Впрегнати животни посредством греда задвижвали горния камък. С подобни технически съоръжения освен зърно,
Водна мелница са раздробявали още руда и маслини (за
получаване на зехтин).
По данни на римският архитект Марк Полион Витрувии, през II в. пр. н. е. в Илирия започват да използват водното колело като енергиен източник. Първите водни турбини са хоризонтални. Поради наличието на роби това изобретение не намира широко приложение. Според [100, с.41] във II в. пр.н.е. водното колело е използвано за задвижване на мелници (вж. фигигурата). За това се съди по едно стихотворение от поет живял по това време. Вероятно водните мелници са се появили скоро, понеже поетът казва: "Свали си ръцете от мелничния камък, мелничарю; спи дълго, даже след като петелът е обявил деня, защото Деметьр натовари нимфите с работата, с която бяха ангажирани твоите ръце ...". Така еволюира идеята за задвижване на работния инструмент (машина) - човекът се заменя от впрегатни животни, а те (за сега) от водната и вятърната енергия.
Към VI в. пр. н.е. се отнася изобретяването на струга за обработка на дърво. За негов изобретател се счита Теодор Самоски [73].
През V в. пр. н. е. започва прилагането на зъбните колела и зъбните предавки, които по-нататък стават основни елементи на много механизми и машини. Някои източници сочат като изоб-
ретател на зъбната предавка Архимед от Сиракуза, а други Хе-рон Александрийски.
Друг основен машинен елемент - винтът, е изобретен от Ар-хит Терентски около 400 г. пр. н. е. Малко по-късно, към 330 г. пр. н. е., гьркът Диадес пръв използва ролков лагер, едно изобретение, чиято необходимост ще се почувствува от машинната техника много по-късно. Последователно се появяват архимедо-вия винт, буталната помпа с клапани, пръскачката под налягане, педалният механизъм, карданното съединение (II в. пр. н. е.) (наречено така много по-късно) и др. В литературата от това време се среща описание на скрипец.
Някои от тези
изобретения дължим
на талантливия
изобретател, живял в
Александрия,
Ктесибии [125, с.16].
Той изобретява
двуцилиндрова
бутална помпа, воден
часовник, воден орган
и аеротрон.
Аеротронът е военна кеменохвъргачна машина, в която ролята на еластичен елемент играел
Автомат за отваряне на врата сгъстен въздух. Много механизми са описани в съчиненията на Херон Александрийски (I в. пр. н. е.) измежду които примитивна парна турбина, вятърен двигател (вятърна мелница) и др. Знае се, че той е написал два труда в които се разглеждат различни интересни механизми. Единият от тези трудове е бил посветен на военните машини, но той не е достигнал до нас. Другото му съчинение "Театър на автоматите" описва храмови и театрални автомати.
На дадената по-напред фигура е показан автомат за отваряне на вратата на храм, изобретен от Херон. Запаленият огън, пое-
46
редством тръба (или метален прът) загрява въздухът в сферичния съд. Загретият въздух повишава налягането си и изтласква вода от този съд, през Ц(-образнага тръба, в кофата. Кофата става по-тежка от противотежестта |3. В резултат на разликата в теглата^ кофата с вода се спуска надолу и задвижва осите на които са закачени вратите. Последните се отварят.
През I в. пр. н. е. в Рим се появява първообраз на асансьора. В колизеума е открита ниша, в която някога е било разположено това съоръжение. То представлявало подемна клетка за издигане от подземията на гладиаторите и дивите зверове. Уредбата е задвижвана посредством голямо колело, въртяно от 60 роби. Аналогични съоръжения за издигане на воини и товари, предвиждал в проектите си за изграждане на крепости М. Витрувии.
Развива се и военната техника. Усъвършенствуват се известните оръжия. Това става на основата на използването на нови материали - металите и сплавите. Последните се използват основно за остриета на стрели и копия, за шлемове, щитове, мечове и др. Усъвършенствува се лъкът, като преминава в арбалет, за по-точно прицелване. Първият арбалет е конструиран в Сираку-за през V в. пр. н. е.
При военните операции започват да се използват колесници. Новост във военната техника са различните конструкции стено-бойни и метателни машини. Те се основават на доброто познаване на механиката и по-точно на теорията на механизмите (най-вече на лостовите механизми). Първите стенобойни машини (тарани) се появяват в Асирия през VIII в. пр. н. е. [23, с.16]. Картагенците ги усъвършенствуват (V в. пр. н. е.). По-нататък те се използват от картагенци, гърци, македонци, римляни и др. Македонската армия започва да използва метателните машини за хвърляне на камъни през IV в. пр. н. е. По-нататъшно развитие този тип машини получили в Сиракуза.
За военни цели се използват по това време и запалителни вещества на основата на смоли. Те се хвърлят^запалени през крепостните стени с цел запалване на сгради и други съоръжения на противника. Това е качествено нов вид оръжие.
47
През разглеждания период се полагат основите и на измерванията. Измервателната техника съответствува на комплекса от знания на съответния период.
Далеч преди новата ера човечеството е почувствало нуждата да измерва маса, време и разстояние. От дълбините на историята до нас е достигнала единицата за тегло на скъпоценни камъни -карат (0,2055 г.), което в превод от езиците на древния югоизток означава "бобено зърно". Редица измерителни единици имат антропометричен произход. Така например за дължина са използвани единиците педя, лакът, стъпка, миля (хиляда крачки) и др. За малки разстояния са използвани единици свързани с дължината на зърно (просено, маково и др.).
Древните вавилонци въвели като единица за дължина разстоянието което човек изминава от първия слънчев лъч до появата на целия слънчев диск. Тази мярка по-късно гърците нарекли стадии.
Древен произход имат и единиците за време. На основата на астрономически наблюдения древните вавилонци са въвели единиците година, месец, час. Халдейците разделили деня на 24 часа, часа на 60 минути, а минутата на 60 секунди. За измерването на време са използвани слънчеви, водни и пясъчни часовници.
От дадените примери се вижда един от основните принципи залегнал в основите на метрологията - стремежът на човека да взема образците на единиците мерки непосредствено от природата.
От методите на измерване най-напред намира приложение методът на прякото измерване. За измерване на тегло започнали да използват метода на уравновесяването. На едното рамо на лостова везна се поставя неизвестното тегло, на другото рамо се прибавят известни тегла до уравновесяването на везната. Лостови везни се откриват на запазени египетски рисунки. Те особено се усъвършенствуват в древна Гърция и през време на Елинистичния период.
Древните цивилизации са почувствували нуждата и от система от измервателни единици. Първи вавилонците създали такава система. Основна единица е била единицата за дължина. От нея
48
се образували единиците за площ и обем; единицата за тегло -теглото на водата в единица обем (наричана талант); единица за стойност - стойността на сребро с единица тегло. Науката по това време е била на такова ниво, че не е могла да покаже зависимостите, с които величините се свързвали помежду си. А и човечеството не е чувствало нужда от измерване на много от величините, които днес измерваме.
За регистриране на далечни земетресения китаецът Зан Хен изобретява (132 г.) (вероятно) първият сеизмограф. Той се състоял от 8 дракона, разположени на 45° един от друг, стискащи в
челюстите си топки. Когато уредът бил разклащай от земетресение, махало
поставено в
него, отваряло
устата на
дракона, който
гледал към
епицентъра на
земетресението.
Топката падала
Сеизмографа на Зан Хен в устата на жаба,
стояща под дракона [145, с.27].
Сподели с приятели: |